En los últimos años, el método de optimización de diseño determinista se ha utilizado ampliamente para mejorar el rendimiento de salida de los motores de corriente continua sin escobillas (BLDC). Sin embargo, no contribuye a reducir la tasa de fallos y la variación del rendimiento de los productos porque no puede determinar la incertidumbre de fabricación. En este estudio, propusimos una optimización de diseño robusto basada en la fiabilidad para mejorar el par de salida de un motor BLDC mientras se reduce la tasa de fallos y la variación del rendimiento. Calculamos el par de salida y la respuesta de vibración del motor BLDC utilizando el análisis acoplado electromagnético-estructural. Seleccionamos el grosor del diente, el ancho de apertura de la ranura, el radio de la ranura, la profundidad de la ranura, el ancho del diente, el grosor del imán y la longitud del imán como las variables de diseño relacionadas con la forma del estator y el rotor que afectan el par de salida. Consideramos la distribución de las variables de diseño con tolerancias de fabricación. Realizamos un análisis de fiabilidad del motor BLDC considerando la distribución de las variables de diseño con tolerancias de fabricación. Utilizando los resultados del análisis de fiabilidad, realizamos una optimización de diseño robusto basada en la fiabilidad (RBRDO) para maximizar el par de salida; en consecuencia, el par de salida aumentó en un 8.8% en comparación con el motor BLDC inicial, la desviación estándar en el rendimiento de salida disminuyó en un 46.9% con una robustez mejorada, y la tasa de fallos disminuyó en un 99.2% con una fiabilidad mejorada. La optimización de diseño robusto basada en la fiabilidad propuesta se considera útil en el campo del diseño de productos reales porque puede evaluar tanto la fiabilidad como la robustez del producto y mejorar su rendimiento en la etapa de diseño.